【摘要】：乙型腦炎(Japanese Encephalitis, JE),簡(jiǎn)稱乙腦,是目前全世界無可爭(zhēng)議的最嚴(yán)重的病毒性腦炎,發(fā)病率和病死率高,后遺癥嚴(yán)重。乙腦病毒(Japanese Encephalitis virus, JEV)是蚊傳蟲媒病毒,可以被多種蚊蟲攜帶和傳播,豬是其主要的儲(chǔ)存宿主,鳥被認(rèn)為是乙腦病毒的傳播宿主,人和馬是乙腦病毒的終末宿主。本研究的目的是通過對(duì)優(yōu)勢(shì)基因型別乙腦病毒進(jìn)行時(shí)空動(dòng)力學(xué)研究分析,尋找乙腦病毒的播散規(guī)律和播散特點(diǎn)以及可能影響乙腦病毒傳播的因素,預(yù)測(cè)乙腦病毒將來的分布變化趨勢(shì),為全球乙腦的預(yù)防控制提供依據(jù)。 湖北省位于我國(guó)中南部,長(zhǎng)江中游,每年降水充沛,具有豐富的蚊蟲媒介種類。湖北省曾是蚊傳蟲媒病毒病乙腦的高發(fā)地區(qū),湖北省是否還存在其他蚊傳蟲媒病毒,至今缺乏系統(tǒng)的調(diào)查研究。為系統(tǒng)了解湖北省蚊傳蟲媒病毒的分布情況及其種類,為當(dāng)?shù)叵x媒病毒病的預(yù)防控制提供理論依據(jù),本研究在2009年和2010年7-8月份,分別在湖北省的東西南北中挑選武穴市、通城縣、恩施州、神農(nóng)架林區(qū)、江陵縣和隨州市等6個(gè)地區(qū)進(jìn)行蚊蟲采集,并通過病毒分離和序列分析確定該地區(qū)的蟲媒病毒種類、分布及分子生物學(xué)特征。 1.乙腦病毒時(shí)空動(dòng)力學(xué)分析 本研究首先測(cè)定了中國(guó)2005-2010年在湖北、重慶、江西、山東、遼寧和云南省新分離的22株基因1型乙腦病毒的E基因序列,其中包括本研究2010年在湖北省新分離的乙腦病毒株,填補(bǔ)了湖北、重慶、江西等亞洲中部區(qū)域乙腦病毒的空白,為乙腦病毒時(shí)空動(dòng)力學(xué)分析提供了條件。繼而利用GenBank下載乙腦病毒序列,最終構(gòu)建了本研究時(shí)空動(dòng)力學(xué)分析所用的涵蓋所有乙腦流行區(qū)域和多種媒介宿主的優(yōu)勢(shì)基因型別乙腦病毒序列數(shù)據(jù)集,共包括359株基因1型乙腦病毒的E基因序列。 本研究采用貝葉斯馬爾科夫蒙特卡洛方法對(duì)上述數(shù)據(jù)集進(jìn)行乙腦病毒的分子進(jìn)化分析,結(jié)果顯示分布在不同區(qū)域的乙腦病毒形成了相對(duì)獨(dú)立的病毒進(jìn)化特征,并分別在亞洲最南部地區(qū)、亞洲東部沿海地區(qū)、亞洲西部地區(qū)和亞洲中部地區(qū)形成循環(huán)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)在以上4個(gè)地區(qū)形成的獨(dú)立進(jìn)化分支中都具有來自最南部地區(qū)的病毒,且最南部地區(qū)的病毒大都是每個(gè)分支中最早分化出來的病毒；另外,每個(gè)獨(dú)立進(jìn)化分支中最南部地區(qū)分離的毒株具有廣泛的時(shí)間跨度,以上結(jié)果說明亞洲最南部地區(qū)分離的乙腦病毒既體現(xiàn)了種群多樣性又維持了種群穩(wěn)定性,提示亞洲大陸最南部地區(qū)在乙腦病毒向亞洲大陸傳播的過程中擔(dān)當(dāng)了重要的源泉地區(qū)作用。本研究還討論了乙腦病毒的傳播路線,發(fā)現(xiàn)乙腦病毒在亞洲存在由南向北的傳播特點(diǎn),主要通過3條傳播路線,而三條傳播路線分別與候鳥在亞洲的遷徙路線吻合,提示候鳥在乙腦病毒遠(yuǎn)距離傳播中發(fā)揮重要的作用。 優(yōu)勢(shì)基因型別乙腦病毒的種群動(dòng)態(tài)分析顯示乙腦病毒在傳播和地域播散過程中經(jīng)歷了平緩—快速增長(zhǎng)—下降—平緩的種群變化。基于種群動(dòng)態(tài)Skyline plots的時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)4個(gè)地域循環(huán)中毒株的分離時(shí)間進(jìn)行分析,進(jìn)一步證實(shí)了亞洲大陸最南部地區(qū)是乙腦病毒的源泉地區(qū)。 乙腦病毒系統(tǒng)發(fā)生分析的結(jié)果顯示乙腦病毒具有地域分布特征,但也存在毒株地域混合現(xiàn)象,提示乙腦病毒的分布分化機(jī)制除了族群結(jié)構(gòu)分化外,還可能存在遷移事件(基因漂移)。因此,為詳細(xì)地了解乙腦病毒的空間動(dòng)力學(xué)特征,本研究還采用Migraphyla軟件對(duì)乙腦病毒傳播的空間動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行分析,結(jié)果顯示乙腦病毒在亞洲的播散存在頻繁的遷徙事件,遷徙事件也是促成乙腦病毒地域分布分化的重要方式。更進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn),泰國(guó)、上海、山東、四川和越南是乙腦病毒重要的遷徙源泉地區(qū)。泰國(guó)是乙腦病毒向亞洲西部、東亞傳播的主要源泉地區(qū)；上海維持了乙腦病毒在東亞沿海地區(qū)的循環(huán)；山東是乙腦病毒從沿海地區(qū)向中國(guó)內(nèi)陸地區(qū)傳播的源泉地區(qū)；四川維持了乙腦病毒在中國(guó)內(nèi)陸的循環(huán)；而越南則是乙腦病毒從東南亞地區(qū)向中國(guó)內(nèi)陸省份傳播的源泉。 2.湖北省蟲媒病毒調(diào)查 本研究在2009年和2010年的7-8月在分別在湖北省武穴市、通城縣、恩施州、神農(nóng)架林區(qū)、江陵縣和隨州市等6個(gè)地區(qū)采集蚊蟲標(biāo)本,共采集三帶喙庫(kù)蚊、中華按蚊、騷擾阿蚊、致倦庫(kù)蚊和未分類雜蚊等3屬5種共計(jì)22,269只蚊蟲標(biāo)本。三帶喙庫(kù)蚊是武穴市、通城縣、隨州市和江陵縣的優(yōu)勢(shì)蚊種,致倦庫(kù)蚊是恩施州的優(yōu)勢(shì)蚊種,在神農(nóng)架林區(qū)主要采集到騷擾阿蚊。對(duì)所有標(biāo)本分272批進(jìn)行研磨和病毒分離,結(jié)果分離到42個(gè)陽(yáng)性分離物,來自4個(gè)蚊種——三帶喙庫(kù)蚊、致倦庫(kù)蚊、騷擾阿蚊和中華按蚊。經(jīng)過系統(tǒng)鑒定,共得到33株乙腦病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)、6株蓋塔病毒(Getah virus, GETV)(?)口4株版納病毒(Banna virus, BAV)。從三帶喙庫(kù)蚊和致倦庫(kù)蚊中分離到的病毒最多,分別是21株和15株,而且3種病毒都從三帶喙庫(kù)蚊中分離到；從恩施州分離的病毒最多,為31株；恩施州致倦庫(kù)蚊中乙腦病毒的批次陽(yáng)性率和現(xiàn)場(chǎng)最低感染率最高,分別為53.6%和1：103.3,其次是恩施州三帶喙庫(kù)蚊中乙腦病毒的批次陽(yáng)性率和現(xiàn)場(chǎng)最低感染率最高,分別為44.4%和1：128.8。 新分離病毒分子生物學(xué)特征分析顯示,所有33株JEV均為基因Ⅰ型病毒,分離株之間E基因核苷酸和氨基酸序列同源性為98.7%-100%和99.8%-100%。新分離JEV與疫苗株SA14-14-2在E基因區(qū)段存在14處共同的氨基酸差異,但差異位點(diǎn)均不處于決定抗原性的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)。新分離GETV與我國(guó)2002年分離株HB0234、YN0540和韓國(guó)2004年分離株Korea的進(jìn)化關(guān)系最近,位于同一個(gè)進(jìn)化分支中；而與俄羅斯分離株LEIV/16275的進(jìn)化關(guān)系較遠(yuǎn)。新分離BAV第12片段核苷酸之間的同源性為100%,第12片段核苷酸和VP12蛋白序列中存在多個(gè)不同于其它地域分離株的共同差異位點(diǎn),進(jìn)化分析顯示所有新分離株與中國(guó)北京和云南的分離株以及越南分離株處于同一亞群。 本研究的意義 本研究首次在全球范圍內(nèi)開展了乙腦病毒的時(shí)空動(dòng)力學(xué)分析,闡明了乙腦病毒在亞洲的播散特征和播散方式,首次發(fā)現(xiàn)乙腦病毒的傳播存在地域分布特征和播散源泉地區(qū),首次發(fā)現(xiàn)遷徙事件是乙腦病毒重要的分布分化機(jī)制,并首次從系統(tǒng)進(jìn)化角度揭示候鳥在乙腦病毒遠(yuǎn)距離傳播中具有重要的作用。研究結(jié)果還提示乙腦病毒存在向歐洲等傳統(tǒng)非流行區(qū)傳播的可能性,為全球乙腦的預(yù)防控制提供了重要依據(jù)。 本研究還對(duì)湖北省部分地區(qū)進(jìn)行了蟲媒病毒調(diào)查,分離到乙腦病毒、蓋塔病毒和版納病毒等3種蟲媒病毒,并發(fā)現(xiàn)庫(kù)蚊是湖北市攜帶病毒最多的蚊種。蓋塔病毒和版納病毒為湖北省首次分離；乙腦病毒在湖北的分離也填補(bǔ)了乙腦病毒在亞洲中部的空白,為乙腦病毒時(shí)空動(dòng)力學(xué)分析提供了條件。本研究還明確了湖北省新分離病毒與國(guó)內(nèi)外分離株之間的分子生物學(xué)差異,豐富了我國(guó)和湖北省蟲媒病毒信息,為深入開展研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也為了解當(dāng)?shù)貍魅静〔∫蛞约胺e極預(yù)防和控制相關(guān)蟲媒病毒疾病提供了重要的資料信息。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R373

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2603473